Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Zeynep CEYLAN
Danışman: Hüseyin Arbağ
Özet:
Bu yüksek lisans tez çalışmasında, manyetik nanopartikül içerikli mezogözenekli karbon kompozit malzemelerinin sentezi ve karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. İlk olarak, şablon olarak kullanılmak üzere hidrotermal sentez yöntemiyle SBA-15 sentezlenmiştir. Ardından, sert şablon yöntemi kullanılarak mezogözenekli karbon elde edilmiştir. Hava ortamında demir iyonları birlikte çöktürme yöntemi kullanılarak sentezlenen mezogözenekli karbona eklenmiştir. Kompozit malzemede Fe+2/Fe+3 oranı 2/3, 1/1, 3/2 olacak şekilde çalışmalar yürütülmüştür. Elde edilen malzemelerin karakterizasyonu için XRD, N2 adsorpsiyon-desorpsiyon, VSM, FTIR, SEM ve TEM analizleri yapılmıştır. Mezogözenekli karbon ve Fe+2/Fe+3 oranları 2/3, 1/1 ve 3/2 olan manyetik nanopartikül içeren mezogözenekli karbon örnekleri incelenmiştir. Bu örneklerin BET yüzey alanları sırasıyla 850 m2/g, 130 m2/g, 252 m2/g ve 161 m2/g olarak bulunmuştur. Malzemelerin ortalama gözenek çapları yaklaşık 3 nm’dir. Manyetik nanopartikül içeren mezogözenekli karbon örneklerinin XRD analizinde Fe3O4 nanopartiküllerinin karakteristik pikleri gözlemlenmiştir. VSM analizi, sentezlenen kompozit malzemelerinin manyetik özelliklerde olduğunu doğrulamıştır. Örneklerin FTIR analizlerinin literatürle uyumlu olduğu gözlemlenmiştir. SEM analizi incelendiğinde, mezogözenekli karbon örneğinde tipik solucan benzeri bir yapı oluşumu gözlemlenmiştir. Manyetik nanopartikül içeren örneklerin SEM görüntülerinin birbirlerine olan benzerliği dikkat çekmiştir. Manyetik nanopartikül içeren örneklerin TEM analizi, demir iyonlarının başarılı bir şekilde sentezlendiğini ortaya koymuştur. Manyetik nanopartikül içeren örnekler üzerinde metilen mavisi kullanılarak adsorpsiyon çalışmaları yapılmıştır. Çalışmalar, adsorpsiyon için optimum pH'nın 8 olduğunu ortaya koymuştur. Fe+2/Fe+3 oranının 2/3 olduğu numunenin, metilen mavisi adsorpsiyonunda 1 ppm konsantrasyonda en yüksek giderimi gösterdiği tespit edilmiştir. Adsorpsiyon mekanizmasını incelemek için Langmuir, Freundlich, Temkin ve Henry adsorpsiyon izoterm modelleri kullanılmıştır. Fe+2/Fe+3 oranının 2/3 olduğu örneğin, Langmuir denge modeliyle iyi uyum gösterdiği ve yüksek korelasyon katsayısına sahip olduğu (R2>0.99) gözlemlenmiştir. Fe+2/Fe+3 oranının 1/1 olduğu örneğin, Freundlich denge modeliyle iyi uyum gösterdiği tespit edilmiştir.
Anahtar Kelimeler : Manyetik nanopartikül, Mezogözenekli karbon, Fe3O4